美的數(shù)智星系列變頻空調(diào)電路原理分析

美的“數(shù)智星”系列變頻空調(diào)采用數(shù)字直流電機(jī)，可在10Hz～20Hz的低頻范圍內(nèi)啟動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，具有效率高、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，主要機(jī)型有KFR -26CBPY、KFR-33GWCBPY、KFR-6I1BPY、KFR-33GW等。該系列空調(diào)的控制板電路基本相同，下面對各單元電路的工作原理進(jìn)行分析。
一、室內(nèi)機(jī)電路
1．主電源電路

接通市電后，AC220V電壓經(jīng)保險(xiǎn)管FS1、壓敏電阻ZNR1、電容C1和C2、電感LF01過流保護(hù)和高頻濾波后，靠前路經(jīng)接線柱L、N送往室外機(jī)主電源電路的輸入端，如圖1所示，并與通訊電路相連，組成通訊傳輸線路的室內(nèi)機(jī)部分；第二路通過A，B兩端送往室內(nèi)機(jī)輔助電源電路，第三路通過插座送往室內(nèi)風(fēng)機(jī)控制電路。

2．室內(nèi)風(fēng)機(jī)控制電路
主控芯片（又稱單片機(jī)）IC3（UPD780021）在內(nèi)部程序的控制下，從①腳輸出室內(nèi)風(fēng)機(jī)控制信號，并由三極管Q4和雙向可控硅光耦I(lǐng)C 11（TLP3526）進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)風(fēng)機(jī)（FAN）的運(yùn)轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)及無級調(diào)速等功能。當(dāng)IC3①腳輸出高電平時(shí)，Q4導(dǎo)通，IC11內(nèi)部發(fā)光管導(dǎo)通，其發(fā)光強(qiáng)度控制內(nèi)部雙向可控硅的導(dǎo)通程度，從而進(jìn)一步控制室內(nèi)風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)和運(yùn)轉(zhuǎn)速度。
另外，室內(nèi)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速還受反饋電路控制，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號通過R23、C20反饋到IC3 53腳后，其內(nèi)部風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測電路則按照風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況來確定風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。從而準(zhǔn)確控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

3.輔助電源電路

上電后，AC220V電壓加到電源變壓器T1的初級，如圖2所示，其次級線圈輸出的兩路低壓交流電：一路經(jīng)插件CN5① 、②腳加到整流橋堆IC6的①、②腳上，經(jīng)IC6、C8和C35整流、濾波后，輸出13V電壓，給換氣風(fēng)機(jī)（M2）供電；另一路經(jīng)插件CN5①、②腳加到整流橋堆IC7①、②腳上，整流后再經(jīng)三端穩(wěn)壓塊IC4 （7812）和IC5（7805）、C9～C11和C32～C34濾波、穩(wěn)壓，輸出穩(wěn)定的＋12V和＋5V電壓，分別給繼電器、步進(jìn)電機(jī)、蜂鳴器、主控芯片、按鍵和顯示等電路供電。
4．過零檢測電路
該電路一是檢測供電電壓是否正常，二是為雙向可控硅提供同步觸發(fā)信號。T1次級繞組輸出低壓交流電，經(jīng)D7、D8整流后，輸出頻率約為100Hz的脈動(dòng)電壓，經(jīng)R43～R45分壓后的正弦交流信號加給三極管Q3的b極，當(dāng)b極電壓大于0.7V時(shí)，Q3導(dǎo)通，C31通過Q3進(jìn)行放電，IC3的51腳得到一個(gè)低電平；當(dāng)b極電壓小于0.7V時(shí)，Q3截止，＋5V電壓通過R7對C31進(jìn)行充電，于是IC3 51腳便得到了一個(gè)周期為10ms的（高電平）過零觸發(fā)信號。
5．遙控信號接收與顯示電路 當(dāng)遙控接收頭REV接收到遙控器發(fā)出的紅外信號時(shí)，其③腳輸出的信號送給主控芯片IC3 55腳，IC3內(nèi)部電路將遙控指令進(jìn)行譯碼，輸日瑚應(yīng)的控制信號。并在操作遙控器的同時(shí)，IC3輸出脈沖信號，即蜂鳴器發(fā)出“嘀”聲一次。在開機(jī)過程中。蜂鳴器發(fā)出“嘀”聲二次作為應(yīng)答聲，從而實(shí)現(xiàn)遙控操作功能。顯示電路主要由發(fā)光二極管LED1～LED5組成，它們分別由IC3的⑨～11、14、15腳直接驅(qū)動(dòng)，高電平有效。

6．主控芯片電路

該機(jī)的室內(nèi)單片機(jī)主控芯片電路如圖3所示，IC3的18、32、42、43腳接＋5V電源；17、33、46、47、50腳為接地端；①腳為室內(nèi)風(fēng)機(jī)（FAN）驅(qū)動(dòng)信號接口，高電平有效，通過Q4、IC11控制室內(nèi)風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)及速度（參見圖1）；②腳為換氣風(fēng)機(jī)（M2）驅(qū)動(dòng)信號接口，高電平有效，通過Q1控制換氣風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；⑨～11、14、15腳為面板發(fā)光二極管LED1 LED5驅(qū)動(dòng)信號接口，高電平有效，分別控制面板上的5只發(fā)光二極管（參見圖2）；19、20腳分別為強(qiáng)制制冷和強(qiáng)制制熱信號接口，在無遙控器或加注制冷劑的情況下，按應(yīng)急開關(guān)后啟動(dòng)空調(diào)；21、22～24腳為快檢信號和PCB自檢信號接口，低電平進(jìn)行快檢和自檢，在檢修時(shí)分別斷開或接通J1～J4可觀察空調(diào)的運(yùn)行情況來分析判斷故障部位和原因；29、30腳分別為室內(nèi)與室外機(jī)串行通訊輸入和輸出接口：40、41腳分別為室內(nèi)環(huán)境溫度和盤管溫度傳感器信號接口，分別控制室內(nèi)溫度和監(jiān)測盤管溫度，并在制熱時(shí)起到防止送冷風(fēng)的作用：44腳為復(fù)位信號輸入端口，通過IC10在上電狀態(tài)下產(chǎn)生低電平信號使IC3復(fù)位；48、49腳為晶振信號輸入端，其內(nèi)部電路與晶體XT1組成晶振電路，產(chǎn)生頻率為4.19MHz的振蕩信號；51腳為過零檢測信號輸入端口；53腳為風(fēng)速檢測信號輸入端口；55腳為遙控信號輸入端口；57、58腳為存儲器的數(shù)據(jù)信號線端口，與存儲器IC9相連；60腳為蜂鳴器B1驅(qū)動(dòng)信號端口，通過IC8驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出聲音；61～64腳為步進(jìn)電機(jī)（M1）驅(qū)動(dòng)信號端口，通過IC8驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

7．換氣風(fēng)機(jī)控制電路
為了讓用戶室內(nèi)保持新鮮的空氣，該空調(diào)設(shè)計(jì)了換氣功能。由IC3②腳輸出換氣風(fēng)機(jī)控制信號，當(dāng)輸出高電平時(shí)，經(jīng)R10送到Q1的b極，QI導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)換氣風(fēng)機(jī)（M2）運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)與室外空氣交換。
8．上電復(fù)位電路
該電路主要是為室外機(jī)主控芯片中的CPU提供復(fù)位信號，在空調(diào)上電時(shí)起到延時(shí)輸出作用；在正常工作時(shí)，監(jiān)視電源電壓，若有異?；蛟陔娐肥艿礁蓴_時(shí)，給CPU提供復(fù)位電平信號，以消除這些不利因素給CPU帶來的影響。
IC3 44腳為上電復(fù)位腳，低電平復(fù)位。當(dāng)復(fù)位塊IC10②腳得到＋5V電源時(shí)，內(nèi)部電路對其進(jìn)行比較，如果IC10①腳電壓低于4V，則IC30腳電壓也將低于4V， IC3內(nèi)部電路復(fù)位。正常時(shí)，IC3復(fù)位后其44腳為高電平。
9．室內(nèi)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路
室內(nèi)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路主要控制步進(jìn)電機(jī)和蜂鳴器，由反相驅(qū)動(dòng)器IC8（2005）、步進(jìn)電機(jī)（M1）、蜂鳴器B1及主控芯片IC3組成。IC8 ①～⑦腳為信號輸入端，10～16腳為信號輸出，⑧腳為接地端，⑨腳為直流電源端。其中，①腳對應(yīng)16腳，②腳對應(yīng)15腳，依次類推。當(dāng)IC3的59～64訓(xùn)砂腳中某腳輸出高電平時(shí)，IC8對應(yīng)信號輸入端為高電平，則其對應(yīng)輸出端為低電平，從而控制步進(jìn)電機(jī)（M1）及蜂鳴器B1正常工作。
10．室內(nèi)機(jī)溫度傳感器電路
該電路分為室內(nèi)環(huán)境溫度傳感器電路和室內(nèi)盤管溫度傳感器電路，其作用是利用溫度傳感器（均為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻）將溫度轉(zhuǎn)化為電壓信號，并送給IC3，作為調(diào)節(jié)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的依據(jù)。 環(huán)境溫度傳感器為塑封探頭，固定在電路板盒與蒸發(fā)器的旁邊，與電阻R2、R29組成分壓取樣電路。在轉(zhuǎn)換制冷或制熱狀態(tài)時(shí)，將隨溫度變化的電平值供給IC3 41腳，主控芯片根據(jù)⑩腳輸入電平與設(shè)定室內(nèi)溫度值進(jìn)行比較，自動(dòng)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，進(jìn)而控制室內(nèi)溫度。室內(nèi)盤管溫度傳感器為銅封探頭，固定在蒸發(fā)器盤管預(yù)留的外部小銅管中，與電阻R22、R28組成分壓取樣電路。在轉(zhuǎn)換制熱狀態(tài)時(shí)，盤管溫度傳感器與環(huán)溫傳感器配合控制室內(nèi)溫度，并具有防止送冷風(fēng)或調(diào)節(jié)室內(nèi)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的作用。
二、室外機(jī)電路
1．主電源電路

AC220V電壓從接線柱JP1的②腳（L），③腳（N）輸入，如圖4所示，經(jīng)過保險(xiǎn)管FS1與高頻濾波電路后，一路經(jīng)繼電器RL1和RL2給四通換向閥（4-WAY）和室外風(fēng)機(jī)（M1）供電，另一路給電壓互感器T3初級線圈供電，第三路經(jīng)PTC1，繼電器RL3、電流互感器L2初級線圈給整流橋堆DB1 ①、②腳供電，DB1整流后的直流脈動(dòng)電壓經(jīng)L1、C26、T2、C7、C81和C85、C16濾波后，輸出約＋300V的直流電壓，分別送到電源模塊CZ3的電源輸入端和變頻模塊TM33的N、P端。 放電管AS1與壓敏電阻ZNR1和ZNR2組成過壓保護(hù)電路，主要起防止異常高壓及雷擊損壞后級元件的作用；T、Cl和C2、C4和IC5組成高頻濾波電路，起抗干擾作用。
2.輔助電源電路
電源模塊CZ3輸出＋12V電壓，一路直接給CZ3內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電路供電；另一路分別給繼電器RL1～RL3、驅(qū)動(dòng)塊IC3等供電；第三路經(jīng)穩(wěn)壓塊U1 （7805）穩(wěn)壓后輸出穩(wěn)定的＋5V電壓，如圖5所示，分別給室外機(jī)主控芯片電路、復(fù)位電路、溫度傳感器電路及通訊電路等供電。

3．主控芯片電路

室外機(jī)主控芯片電路如圖6所示，IC1 （MB89865）的19、20、64腳接＋5V電源；③、21、28、29、32、57腳為接地端；①、63腳分別為室外機(jī)與室內(nèi)機(jī)串行通訊輸出和輸入接口；④～⑨腳為IPM控制信號輸出端；⑩腳為電壓檢測信號輸入端；15～17腳分別為排氣溫度傳感器、盤管溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器檢測信號輸入端；18腳為電流檢測信號輸入端；24腳為壓縮機(jī)過熱保護(hù)信號輸入端；26腳為變頻模塊TM33保護(hù)電路的信號反饋輸入端，該信號通過CZ3的⑩腳內(nèi)部光耦隔離；⑤腳為復(fù)位信號輸入端；30、31腳為晶振信號輸入端，其內(nèi)部電路與晶體XTALl組成晶振電路，產(chǎn)生頻率為10MHz的振蕩信號；41、42腳為快檢信號和PCB自檢信號接口，當(dāng)其為低電平時(shí)，進(jìn)行快檢和自檢，在檢修時(shí)可分別斷開或接通J1、J2，并視空調(diào)的運(yùn)行情況來分析判斷故障原因；51、52、54、56腳分別輸出高電平，通過驅(qū)動(dòng)塊IC3反相后，驅(qū)動(dòng)繼電器RL1～RL3和指示燈LED4 。
4．上電復(fù)位電路
該電路與室內(nèi)機(jī)上電復(fù)位電路基本相同，IC1 27腳為上電復(fù)位端，低電平復(fù)位。當(dāng)復(fù)位塊IC2（34064）②腳得到＋5V電源時(shí)，內(nèi)部電路對其進(jìn)行比較，如果IC2①腳電壓低于4V，則IC1 27腳電壓低于4V、IC1內(nèi)部電路復(fù)位。IC1復(fù)位后，其27腳為高電平。
5．電壓檢測電路
該電路主要是檢測電源電壓的高低，若過高或過低時(shí)，通過繼電器RL3控制后級電路，對壓縮機(jī)及室外風(fēng)機(jī)等進(jìn)行保護(hù)。
AC220V電壓經(jīng)電壓互感器T3、D4、C24、R23降壓、整流、濾波、分壓取樣后，得到隨電源電壓變化的電壓送到IC1 14腳，與CPU內(nèi)部設(shè)定值進(jìn)行比較。本型機(jī)工作電壓范圍設(shè)定值為AC160V～260V。當(dāng)工作電壓低于AC160V或高于AC260V時(shí)，CPU發(fā)出欠壓或過壓保護(hù)指令，壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并在室內(nèi)機(jī)上顯示故障代碼。
6．電流檢測電路
該電路主要是檢測室外機(jī)的工作電流，并在工作電流過大時(shí)實(shí)施整機(jī)保護(hù)，以防止因電流過大而損壞壓縮機(jī)。當(dāng)繼電器RL3吸合時(shí)，電流互感器L2次級的感應(yīng)電壓隨負(fù)載電流的增大而上升，并經(jīng)D2、R10和R11、C13和C14整流、分壓取樣、濾波后，送給IC1的⑩腳與CPU內(nèi)部的設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)IC118腳電壓大于3.75V時(shí)，CPU發(fā)出過流保護(hù)命令，并由室內(nèi)機(jī)顯示故障代碼。
7．室外機(jī)溫度傳感器電路
該電路是利用熱敏電阻對在不同溫度下的阻值不同這一特點(diǎn)，將溫度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號，然后送到IC1的對應(yīng)引腳，使之實(shí)時(shí)檢測室外機(jī)各工作點(diǎn)的溫度，為主控芯片電路提供各種參考數(shù)據(jù)。
該型機(jī)有室外環(huán)境溫度（OUTTEMP）檢測、室外盤管溫度（EVP）檢測、壓縮機(jī)排氣溫度（CPTEMP）檢測、壓縮機(jī)過熱保護(hù)（THERMO）電路。插件CN3①、②腳接室外機(jī)環(huán)境溫度傳感器，經(jīng)R1和R5、C9分壓取樣，檢測信號送給IC1的17腳；CN3③、④腳接室外機(jī)盤管溫度傳感器，經(jīng)R2和R4、C10分壓取樣，檢測信號送給IC1的⑩腳；插件CN4①，②腳接壓縮機(jī)排氣溫度傳感器，經(jīng)R3和R6，C12分壓取樣，檢測信號送給IC1的15腳；插件CN5①、②腳接壓縮機(jī)過熱保護(hù)傳感器（雙金屬片開關(guān)），經(jīng)R8和R12、R11分壓取樣，檢測信號送給IC1的24腳。
8．室外機(jī)驅(qū)動(dòng)電路
該電路包括四通換向閥轉(zhuǎn)換電路、室外風(fēng)機(jī)控制電路、變頻模塊大電流啟動(dòng)電路和指示燈電路。IC1的50、52、54、56腳輸出各路控制信號，經(jīng)驅(qū)動(dòng)塊IC3反相驅(qū)動(dòng)后，由IC3⑩、12、14、16腳輸出低電平，控制繼電器RL1～RL 3吸合和指示燈LED4點(diǎn)亮。其中，IC3⑩腳通過控制繼電器RL1的通斷來驅(qū)動(dòng)四通換向閥；IC3 12腳通過控制繼電器RL2的通斷來驅(qū)動(dòng)室外風(fēng)機(jī)M1； IC3 14腳為TM33大電流啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)端，控制繼電器RL3的通斷，RL3吸合時(shí)為大電流啟動(dòng)狀態(tài)，將PTC1啟動(dòng)器短路；IC3 16腳為指示燈LED4驅(qū)動(dòng)端，輸出低電平時(shí)LED4點(diǎn)亮。
9．壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)電路
該電路主要一由光電隔離電路CZ3 （CON1025）和變頻模塊（TM33）組成。IC1發(fā)出IPM控制指令，采用脈寬調(diào)制（PWM）方式，用來改變各路控制脈沖的占空比，從而使壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻運(yùn)轉(zhuǎn)。IC1④～⑨腳發(fā)出IPM控制命令，通過CZ3內(nèi)部六只光電耦合器隔離后送給TM33的①～6腳，分別控制TM33內(nèi)部六個(gè)大功率晶體管的通／斷，并由TM33三相交流輸出端U、V、W輸出相位差120°的變頻正弦波電壓，控制變頻壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
另外，CZ3⑩腳（內(nèi)置一只光電耦合器）為欠壓、過流、過熱、短路保護(hù)輸出端，當(dāng)TM33出現(xiàn)某種故障時(shí)，CZ3⑩腳輸出故障信號給IC1②腳，CPU作出判斷后發(fā)出停機(jī)命令，并由室內(nèi)機(jī)顯示故障代碼。
三、通訊電路
室內(nèi)與室外機(jī)之間的通訊采用半雙工異步串行通訊方式，其電路主要由IC1、IC2、IC5、C6這四只光電耦合器組成，參見圖1和圖5，它們在電路中起到隔離市電的作用。室內(nèi)機(jī)IC3 29腳為通訊電路的接收端，30腳為通訊電路的發(fā)射端；室外機(jī)IC1①腳為通訊電路的發(fā)射端，63腳為通訊電路的接收端。為了簡化電路，用室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)供電的零線（N端子）作為一根通訊線，另一根通訊線（S端子）通過CN7與室外機(jī)相連接。
在通訊電路正常工作時(shí)，室內(nèi)機(jī)AC220V交流電壓經(jīng)D1、R1和R2、C3和C4、CW1半波整流、濾波、穩(wěn)壓后輸出＋24V電壓，給室內(nèi)機(jī)通訊電路供電。由室外機(jī)AC220V電壓經(jīng)D3、R30、C23、CW1和CW2半波整流、濾波、穩(wěn)壓后輸出＋24V電壓，給室外機(jī)通訊電路供電，并在通訊線上形成約DC140V電壓，作為室內(nèi)、室外機(jī)串行通訊的載波信號。
自動(dòng)關(guān)機(jī)現(xiàn)象均是在圖像亮度較高時(shí)出現(xiàn)，這似乎與ABL電路有關(guān)，但前面已經(jīng)仔細(xì)觀察過ABL電路沒有出現(xiàn)問題。斷開ABL電路試機(jī)，故障依舊。懷疑電源的供電能力不足，因?yàn)镃Q1265RT有過電流保護(hù)功能，CRT彩電在亮度較高時(shí)工作電流增加，從而導(dǎo)致其進(jìn)入了保護(hù)狀態(tài)。
對比新舊電源膜塊，型號一樣，且新電源膜塊用在一臺29英寸普通彩電上完全正常。查看膜塊的后綴字母，發(fā)現(xiàn)舊芯片上有“B H04"字樣，估計(jì)是批號，新芯片一塊批號是“DB 19AA”，另一塊是“DB20AC”，這些字母和下面型號字母“CQ1265RT”中間有一條打磨過的痕跡。該系例厚膜塊有CQ0565/0765/0965/1265/1465 /1565多種型號，其輸出功率（在交流電壓為230V時(shí)）分別是70W、100W、130W、170W、190W、210W。重新購買一塊型號為CQ1565RT的厚膜塊換上，故障排除。估計(jì)原購的兩塊CQ1265RT的輸出功率偏小，不像是真正的CQ1265RT，所標(biāo)注型號應(yīng)是不良商家打磨后的虛標(biāo)型號，真正型號可能是CQ0765RT或CQ0965RT。